【テクノロジー】トヨタ、高出力モーターに向けた世界初の新型磁石「省ネオジム耐熱磁石」開発［02/20］

【テクノロジー】トヨタ、高出力モーターに向けた世界初の新型磁石「省ネオジム耐熱磁石」開発［02/20］ at SCIENCEPLUS

1:しじみ ★
18/02/22 02:18:27.58 CAP_USER.net
4代目プリウスで使われるモーター
　トヨタ自動車は2月20日、電動車に使われる高出力モーターなど、
さまざまなモーターに使用されるネオジム磁石において、
レアアース（希土類元素）であるネオジムの使用量を削減したうえで高温環境でも使用可能な性能を確保したという、
世界初の新型磁石「省ネオジム耐熱磁石」を開発したと発表した。
この新型磁石を用いた電動パワーステアリングなどのモーターでは2020年代前半での実用化を、
さらに電動車の駆動用モーターでは今後10年内での実用化を目指して開発に取り組んでいくという。

「省ネオジム耐熱磁石」について
　自動車用モーターなどに採用される磁石は、高温でも磁力を高く保つことが重要になる。
そのため磁石で使用する元素のうち、レアアースが約30％用いられているという。
強力なネオジム磁石を自動車用途など高温で使用するには、
テルビウム（Tb）やディスプロシウム（Dy）を添加することにより、
高温でも保磁力（磁力を保つ力）が高くなるようにしている。
　しかし、テルビウムやディスプロシウムは希少かつ高価であり、
地政学的なリスクの高い金属であるため、これらを使わない磁石の開発が多く取り組まれている。
一方、レアアースの中で比較的産出量が多いとされるネオジムは、今後のHV（ハイブリッド車）、
EV（電気自動車）などの電動車の普及を想定すると不足することが懸念されているにもかかわらず、
その取り組みが少ないのが現状という。
　そこで同社では、この課題を克服するためにテルビウムやディスプロシウムを使わないだけでなく、
ネオジムの代わりに豊富で安価なレアアースであるランタン（La）とセリウム（Ce）を使うことで
ネオジムの使用量を削減しながら高い耐熱性を維持し、磁力の低下を最小限にできる技術の開発に取り組んできたという。

　今回発表された新開発の磁石は、
高耐熱ネオジム磁石に必要なレアアースの中でも希少なレアメタル（希少金属）に分類されるテルビウムや
ディスプロシウムを使わないだけでなく、ネオジムの一部をレアアースの中でも安価で豊富な
ランタンとセリウムに置き換えることでネオジム使用量を削減したもの。
　しかし、ネオジムは強力な磁力と耐熱性を保持する上で大きな役割を占めており、
単にネオジム使用量を削減してランタンとセリウムに置き換えただけでは、
モーターの性能低下につながってしまうという。そこでランタンとセリウムに置き換えても、
磁力・耐熱性の悪化を抑制できる「磁石を構成する粒の微細化」「粒の表面を高特性にした二層構造化」
「ランタンとセリウムの特定の配合比」という3つの新技術の採用により、
ネオジムを最大50％削減しても従来のネオジム磁石と同等レベルの耐熱性能を持つ磁石を開発。

「磁石を構成する粒の微細化」について。磁石を構成する粒を、従来のネオジム磁石の10分の1以下にまで微細し、
粒と粒の間の仕切りの面積を大きくすることで保磁力を高温でも高く保つことができるようになった
「粒の表面を高特性にした二層構造化」について。
従来のネオジム磁石ではネオジムが磁石の粒の中にほぼ均等に存在しており、
多くの場合、磁力維持に必要な量以上のネオジムが使われているという。
そこで保磁力を高めるために必要な部分である磁石の粒の表面のネオジム濃度を高くするとともに、
内部を薄くした二層構造化により効率よくネオジムを活用することができ、使用量の削減が可能になった
続きはソースで
画像：4代目プリウスで使われるモーター
URLﾘﾝｸ(car.watch.impress.co.jp)
図：「省ネオジム耐熱磁石」について
URLﾘﾝｸ(car.watch.impress.co.jp)
図：ネオジム磁石におけるレアアース使用状況
URLﾘﾝｸ(car.watch.impress.co.jp)
URLﾘﾝｸ(car.watch.impress.co.jp)
Car Watch
URLﾘﾝｸ(car.watch.impress.co.jp)

2:名無しのひみつ
18/02/22 02:57:06.74 /C5Gs0NY.net
よくわからんが、きっといいニウス？

3:名無しのひみつ
18/02/22 03:12:11.41 EZbp0SRB.net
いいニュース

4:名無しのひみつ
18/02/22 03:14:24.39 pdEj8J5m.net
そもそも一時期レアアースを使わずに同じレベルの出力を得られるモーターの開発に成功したと言ってなかったっけ？
これじゃあ削減できるとは言っても依然レアアースに頼らなきゃいけないじゃん

5:名無しのひみつ
18/02/22 03:25:19.29 n/yt9d0c.net
SiC半導体用いてるVVVFインバータ使わないのか
鉄道はかなり使われ始めてる

6:名無しのひみつ
18/02/22 03:32:02.13 Gd6l2Wth.net
逆に馬車でよくね？

7:名無しのひみつ
18/02/22 03:35:40.12 gVW8P9Y+.net
Canonが開発すべきだった

8:名無しのひみつ
18/02/22 03:36:37.56 alAd39q/.net
＞豊富で安価なレアアース
いやもうそれレアアースやないやん

9:名無しのひみつ
18/02/22 04:03:04.99 Se+Y67t4.net
普及するのは早くて20年後か？
>>8
生焼けアース

10:名無しのひみつ
18/02/22 04:07:37.05 FdmNDBvn.net
ホンダがフリードに採用しているのよりも良いの？

11:名無しのひみつ
18/02/22 04:07:56.98 IwgTdUiG.net
dohcとかターボとか名前付ければワクワク感が出るんだが
車離れってこういうとこも原因なんじゃないかな

12:名無しのひみつ
18/02/22 04:22:45.05 qdNnAmAP.net
やっとモーターのコイルが温まってきたところだぜ！

13:名無しのひみつ
18/02/22 04:37:24.00 V3Lf3TyD.net
朝鮮車メーカーでは言ってることがわからないだろうな。

14:名無しのひみつ
18/02/22 04:56:38.04 +W11iDxp.net
豊富で安価なレアアースって何だよ？

15:名無しのひみつ
18/02/22 05:11:54.97 7EfHqFox.net
(比較的)豊富で安価なレアアースかな？

16:名無しのひみつ
18/02/22 05:13:10.72 n7KH8/ch.net
>>11
雷を吸収してエネルギーに変える　サンダーチャージ
とか
大容量キャパシタで瞬時に充電する　ライトニングチャージ
とか
大きな帆に風受ける　セーラーブースト
とか名前つけたらカッコよそうじゃね？

17:名無しのひみつ
18/02/22 05:49:10.31 779vGv3e.net
一時期の中国は、希土類元素を武器として世界を牛耳ろうとしたが、
思ったように事は進まなかった。残念でしたね。
だいたい希土類元素って、原油ほど偏在しているわけではなく、
裏庭の土の中にもあるような物だからね。

18:名無しのひみつ
18/02/22 06:08:23.98 P7SP/0d0.net
白金のほうがなかったりして

19:名無しのひみつ
18/02/22 09:38:42.58 jOQ2jLuQ.net
>>8
URLﾘﾝｸ(ja.wikipedia.org)
>・・・金や銀などの貴金属に比べて地殻に存在する割合は高いが単独の元素を分離精製することが難しく・・・
>レアアースの世界の埋蔵量はおよそ9,900万トンであり、全世界の年間消費量約15万トンから比較すれば、資源の枯渇はあまり危惧されていない。
量的にrareじゃなくて、単体の元素で分離されてるのがrare だから

20:名無しのひみつ
18/02/22 10:53:34.84 m4urWxLG.net
ここまでやる? 電動化に本気のトヨタが開発した“世界初の磁石”
URLﾘﾝｸ(news.mynavi.jp)
世界初の「省ネオジム耐熱磁石」
レアアースのネオジムの使用量を20～50％削減することに成功した
ネオジム（1kg100ドル）をより安価で豊富なランタンとセリウム（1kg5～7ドル）に代替
レアメタルのジスプロシウムの低減も達成しつつ耐熱性を担保（世界初）
磁石の粒を小さくしてネオジム濃度の濃い層でコーティングすることにより磁石の特性を低下させない
電動化に向けた基幹技術「モーター」「インバーター」「バッテリー」の3つ全てを支配する
磁石も自社開発してメーカーに提案して生産を依頼する（ファブレス）
ネオジム　TDK、日立金属、マグナ、二六製作所、ダイドー電子、VAC、マグファイン、相模化学金属、マグテック

トヨタはおそらく電池カンパニーを立ち上げる
車載向けは子会社のプライムアースEVエナジーあるけど、
スマホ向けにも電池作って世界中に供給して売上＋４～７兆円くらいの会社を作るだろう

21:名無しのひみつ
18/02/22 11:23:23.93 jJYyE1C/.net
>>5
そこまで高電圧はいらない
しかし、採用しない理由もないから、そのうち入るよ
値段が高いから

22:名無しのひみつ
18/02/22 11:25:47.02 jJYyE1C/.net
>>20
セリウム磁石使ったモーターは中国がもう作ってるよ

23:名無しのひみつ
18/02/22 11:41:05.19 PYUi6Rh3.net
住友・日立などで開発したネオジム磁石を日本に
ネオジム売らないで独占しょうとするバカ民国
技術ジャじゃ漏れ止めろよな

24:名無しのひみつ
18/02/22 12:06:59.68 AQJTbakw.net
水素は投資詐欺だった件

25:名無しのひみつ
18/02/22 18:35:17.96 /a1uWVl9.net
まぁトヨタくらいの規模なら各方面で開発はするわな

26:名無しのひみつ
18/02/22 19:14:23.50 4qACPV6q.net
こういうのは実際に車に乗せて動く製品出てくるまでははっきり言って評価対象外だよ
研究室レベルならなんとでも言える